(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
放電灯のソケットと、該ソケットと略同一の軸を持つボビンに１次巻線及び２次巻線が巻回された起動トランスと、前記起動トランスの２次巻線に接続された高圧電極を囲う絶縁キャップと、中央に前記高圧電極の配線が通る穴を有したシール部材とを備え、前記絶縁キャップの底部にねじ部を設けるとともに、前記ソケットに前記絶縁キャップの底部のねじ部と螺合するねじ部を設け、これらのねじ部を螺合させて前記シール部材を固定することを特徴とする放電灯起動装置。
【請求項２】
絶縁キャップはソケットの中心に配置されるようにしたことを特徴とする請求項１記載の放電灯起動装置。
【請求項３】
シール部材は弾性を有していることを特徴とする請求項１または２記載の放電灯起動装置。
【請求項４】
コネクタ付きハーネスを有していることを特徴とする請求項１ないし３何れか記載の放電灯起動装置。
【請求項５】
ダイレクトカプラーを有していることを特徴とする請求項１ないし３何れか記載の放電灯起動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、特に車両前照灯の点灯装置に適した放電灯起動装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
車両用点灯起動装置のランプソケットとして、例えば特開平８−２２７３４５号公報等に示されているものがある。これは、中心の端子装着部（高圧電極）の周囲に弾性を有した絶縁シール装着部を設け、ストッパーでその絶縁シール部材を上記絶縁シール装着部に保持させて、ランプソケットの中心端子（高圧電極）とその周囲に配置される外部端子（ＧＮＤ電極）との間で放電灯装着時の間隙をなくし、密着させる構造として両端子間の絶縁シールを行い、かつ放電灯着脱時の絶縁シール部材の抜け防止を図るようにしたものである。
【０００３】
この点灯起動装置は、ランプソケットに関してのみであり、起動回路は付加されていない。また、絶縁シールはランプソケット中心端子部のみであり、抜け防止としてストッパーを設けているのみである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような従来の放電灯起動装置にあっては、絶縁シール部材の抜け防止のためにストッパーを用いているので、コストアップとなっていた。更に、絶縁シール部材を弾性を有する金型成形によって製作しているため、コストアップとなっていた。
【０００５】
また、ランプソケットのみの構成であって起動回路は付加されていないので、起動装置全体の小型化を図ることができないという問題点があった。
【０００６】
本発明は、上記のような問題点に鑑みてなされたもので、安価な構成とすることができ、かつ重量バランスが良く、小型化を図ることが可能な放電灯起動装置を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る放電灯起動装置は、放電灯のソケットと、該ソケットと略同一の軸を持つボビンに１次巻線及び２次巻線が巻回された起動トランスと、前記起動トランスの２次巻線に接続された高圧電極を囲う絶縁キャップと、中央に前記高圧電極の配線が通る穴を有したシール部材とを備え、前記絶縁キャップの底部にねじ部を設けるとともに、前記ソケットに前記絶縁キャップの底部のねじ部と螺合するねじ部を設け、これらのねじ部を螺合させて前記シール部材を固定するように構成したものである。
【０００８】
また、上記絶縁キャップはソケットの中心に配置されるようにし、シール部材は弾性を有しているようにしたものである。
【０００９】
更に、コネクタ付きハーネスを有した構造、あるいはダイレクトカプラーを有した構造としたものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面について説明する。
【００１１】
本発明は、車両のヘッドランプに用いる放電灯（ＨＩＤランプ）において、起動時の高電圧（２０数ＫＶ）を印可するため、起動回路をランプソケット内に設けた点灯起動装置に関する発明である。既存の放電灯口金形状は、製造メーカー及び製造バラツキ等から隙間（０．１〜０．２ｍｍ程度）ができ、放電灯の始動時に高電圧の起動パルスがその隙間を通り、中心端子（高圧電極）と外部電極（ＧＮＤ電極）間にリークが発生して放電灯の起動を妨げる他、ランプソケットに対してリーク電圧によって破損させる要因となっていた。
【００１２】
本発明では、起動回路を有したランプソケットに抜け防止用のストッパーを設けずに抜け防止ができ、かつ安価にシール部材を製造することができる。その構成は、従来ランプソケットに設けられていた絶縁壁を絶縁キャップとして分離し、この底面にねじ部を設けてそこに打ち抜き簡易金型にて、弾性を有しかつ中央に穴を設けたシール部材を取り付け、ソケットケースの絶縁壁に設けたねじ部に上記絶縁キャップのねじ部を螺合させて上記シール部材を固定するものである。
【００１３】
その際、シール部材の外形はランプソケットの内壁（放電灯口金のＧＮＤ電極外周が挿入される部分）と密着するように同じか若干大きめにし、放電灯を装着する際にその口金底部がシール部材を押し込み、ソケット隔壁とランプソケットの内壁にシール部材が密着するようにしている。そのため、放電灯装着時に口金端部が上記シール部材を圧入し、弾性を有しているために収縮して密着し、かつ絶縁性能及びランプソケットの耐電圧性能を高めている。
【００１４】
更に本装置は、放電灯用ランプソケット及び起動用部品を備え、起動用部品は起動トランスを有し、該起動トランスはボビンと該ボビンに巻回された１次巻線及び２次巻線にて構成され、コアの有無を問わない構造とし、ランプソケットの中心と同一の軸となるように配置したことを第１の特徴としている。また、この構成において、点灯起動装置の入力構造はコネクタ付きハーネスを有する構造、もしくはダイレクトカプラーを有する構造としたことを第２の特徴としている。
【００１５】
図１は本発明の第１〜第４の実施例における絶縁キャップ及びシール部材の構成を示す説明図であり、（ａ１）はシール部材の正面図、（ａ２）は同側面図、（ｂ１）は絶縁キャップの正面図、（ｂ２）は同側面図、（ｂ３）は（ｂ１）のＡ−Ａ線断面図、（ｃ１）は絶縁キャップにシール部材を取り付けた状態を示す正面図、（ｃ２）は同側面図、（ｃ３）は（ｃ１）のＢ−Ｂ線断面図をそれぞれ示している。
【００１６】
図２、図３及び図４は本発明の第１及び第２の実施例の構成を示す図であり、起動トランスにコアがない場合を示している。また、図２及び図３はコネクタ付きハーネスを有している場合、図４はダイレクトカプラーを有している場合をそれぞれ示している。図２の（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、図３の（ａ）は図２の（ａ）のＣ−Ｃ線断面図、（ｂ）は後部のソケットケースを開けたときの状態を示す背面図であり、図４の（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は（ａ）のＤ−Ｄ線断面図、（ｄ）は後部のソケットケースを開けたときの状態を示す背面図である。
【００１７】
図５、図６及び図７は本発明の第３及び第４の実施例の構成を示す図であり、起動トランスにコアがありかつ貫通穴を有している場合を示している。また、図５及び図６はコネクタ付きハーネスを有している場合、図７はダイレクトカプラーを有している場合をそれぞれ示している。図５の（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、図６の（ａ）は図５の（ａ）のＥ−Ｅ線断面図、（ｂ）は後部のソケットケースを開けたときの状態を示す背面図であり、図７の（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は（ａ）のＦ−Ｆ線断面図、（ｄ）は後部のソケットケースを開けたときの状態を示す背面図を示している。
【００１８】
図８及び図９は起動回路の構成例を示す図である。図８は主電源（＋４００Ｖ）と負電源をＳＧ（スパークギャップ：起動パルス発生用トリガ素子で、この場合動作電圧は８００Ｖ）に供給する場合を示す図で、（ａ）は負電源を−６００Ｖとし、１次巻線を２次巻線を接続（非絶縁型）した起動回路図、（ｂ）は負電源を−１ｋＶとし、１次巻線を２次巻線と分離（絶縁型）した起動回路図である。図９は主電源（＋４００Ｖ）に対して独立した正電源をＳＧに供給する場合を示す図で、正電源を１ｋＶとし、１次巻線を２次巻線と分離（絶縁型）した起動回路図である。
【００１９】
図１０は本発明の第１及び第２の実施例における放電灯取付構造を示す図である。
【００２０】
まず、図１〜図４に示す本発明の第１の実施例について説明する。本実施例は、放電灯であるＨＩＤランプを点灯するための点灯装置に含まれる点灯起動装置に関わるものである。点灯装置には、装置本体（図示せず）としてＨＩＤランプ供給用電源及び起動パルス発生用トリガ素子に供給する電源等が含まれており、また点灯起動装置は、起動用部品及びＨＩＤランプソケット等の構造物で構成されている。また本実施例においては、点灯装置本体−点灯起動装置間の電気的接続はハーネス６と入力コネクタ７を有した車両用点灯起動装置１とそのコネクタと嵌合するカプラーを有した点灯装置本体によって行われる。
【００２１】
図１の（ａ１）及び（ａ２）は、弾性（ラバー等の材質）を有し、かつ中央に穴部１０ａを設けたシール部材１０を示す図である。同図の（ｂ１），（ｂ２），（ｂ３）は、絶縁キャップ１１を示す図で、この絶縁キャップ１１（この目的は高圧電極２２とＧＮＤ電極２３の電位差が２０数ｋＶとなるために絶縁用として用いられている）で囲まれた中心部にばね性を有する金属板から構成された高圧電極２２が絶縁キャップ１１にインサート成形もしくは挿入にて取り付けられており、その高圧電極２２から引き出された引出電極２２ａ（高圧電極２２から成るもので、その形状はＨＩＤランプ電流の最大値である２．６Ａを流せるΦ０．１〜Φ１０相当の断面積を有するものとして、丸形、角形（０．１〜８ｍｍ角程度）でも良い）は、絶縁キャップ１１の底部にある雄ねじ部１１ｂを貫通しており、その先端は潰して円形もしくは角形（雄ねじ部１１ｂの外形以下）としている。
【００２２】
図１の（ｃ１），（ｃ２），（ｃ３）は、シール部材１０の穴部１０ａを絶縁キャップ１１の段差部１１ａに取り付けた構造を示す図である。シール部材１０の外形はランプソケット２０の内壁（放電灯口金のＧＮＤ電極外周が挿入される部分）と密着するように同じか若干大きめにし、かつ上記穴部１０ａは上記雄ねじ部１１ｂの外形と密着するように同じか若干小さめにしてシール部材１０を取り付けた際に絶縁キャップ１１から脱落するのを防止している。これらシール部材１０と絶縁キャップ１１を組み付けたものを絶縁シールＡｓｓｙ１２とし、上記雄ねじ部１１ｂを介してソケットケース２のランプソケット２０のソケット隔壁２１に設けた雌ねじ部２１ａに螺合する。この絶縁シールＡｓｓｙ１２は、放電灯を装着する際にその口金底部がシール部材１０を押し込みソケット隔壁２１とランプソケット２０の内壁にシール部材１０が密着するようにしている。
【００２３】
図１０は放電灯を車両用点灯起動装置１のランプソケット２０に取り付けた構成を示しており、放電灯９０が挿入されると、口金９０ａの端部９０ｂがシール部材１０の弾性のために圧縮されてソケット隔壁２１及びランプソケット２０の内壁に密着し、かつ高圧電極２２の周囲を絶縁することにより、絶縁性能及びランプソケット２０の耐電圧性能が高められる。
【００２４】
図２の（ａ）は車両用点灯起動装置１の正面図であり、起動トランス３０にはコアがない場合を示している。分割位置９より前側のソケットケース２と後側のソケットケース３に分かれる構造になっており、ソケットケース２は、インサート成形もしくは挿入にて高圧電極２２、ＧＮＤ（接地）電極２３を有している。図２の（ｂ）は側面図であり、ソケットケース２に付随する７個の凸部２ａ（数は適宜増減可）が後側のソケットケース３に付随する切り込み窓３ａに嵌合する。
【００２５】
次に、上記構成のランプソケット２０の内部を図３の（ａ）のＡ−Ａ線断面図及び図３の（ｂ）のソケットケース３を開けた状態の背面図にて説明する。絶縁キャップ１１の引出電極２２ａは、雄ねじ部１１ｂから起動トランス３０の中心つまり空芯部３４（高圧電極２２の引出電極２２ａが入る穴形状でΦ０．１〜Φ１０相当の断面積を有する円形もしくは角形）まで伸びており、その先端は潰して円形もしくは角形（雄ねじ部１１ｂの外形以下）として起動トランス側高圧電極２２ｂを構成し、２次巻線３２の高圧側引出線３６と接続される。
【００２６】
起動トランス３０は、ボビン３１（巻付効率及びランプソケット形状に合わせて外形及び巻付部分は円形でかつ分割巻き型で３分割、分割数は３〜６程度）に２次巻線３２（１００〜４００Ｔ程度）、線径＝Φ０．１〜Φ１程度、実験ではΦ０．３−３００Ｔとした）を各セクションに均等巻あるいは低圧側が多く高圧側に従って少なくなるよう（図示せず）に巻き付ける。
【００２７】
更に起動トランス３０は、高圧電極２２への高圧側引出線３６と接続を容易にし、かつ１次巻線３３及びＧＮＤ電極２３、２次巻線３２の低圧側引出線３７、起動部品等から絶縁確保（沿面距離確保）を容易にし、かつ最も重量及びスペースを多く必要とするために、点灯起動装置をランプソケット２０の中心と同一軸上に配置することで、重量バランスが最も良くかつ、点灯起動装置が振動及び衝撃によってＨＩＤランプへの伝達を最小に抑えかつ、点灯起動装置の保持が簡易的で小型の保持機構が可能となる。
【００２８】
また、ボビン３１の分割層の幅は、巻線の最大外形の整数倍に設定することで、より巻線が効率良く配置できるようにしている（０．５〜２ｍｍ程度）。分割層の壁厚は、０．５〜２ｍｍ程度としている。１次−２次電位差を考慮して、１次巻線３３（１〜１０Ｔ程度、線径＝Φ０．１〜Φ１程度、実験ではΦ０．５−４Ｔとした）は２次巻線３２の低圧側セクション（図２の（ａ）参照）に巻き付けている。但し、１次巻線３３として３層絶縁電線等の絶縁性が高い（１０〜２０ｋＶの耐電圧）巻線を採用する場合は、１次−２次間の結合が最も良いボビン３１の中央部付近（つまり３分割ボビンの場合、中央のセクション）もしくはこれも比較的結合が良いボビン３１の各セクションに均等巻にすることとなる。
【００２９】
また、ボビン３１に設けられた３カ所の引出線絡げ部５０（数は適宜増減可）に２次巻線３２の低圧側引出線３７と１次巻線３３の２本の引出線３８を絡げ、起動トランス収容部４の側壁に這わすように３カ所のスリット２ｂ（数は適宜増減可）を通り、起動部品収納部５へ導き、起動部品収納部５に納まる起動回路部品と起動トランス３０とハーネスＡｓｓｙ８とを接続する接続板２９に溶接もしくは高温半田等（環境温度がＨＩＤランプ近傍のため約１５０℃間で上昇するので、有機基板等で一般に用いられる低温半田接合が不可となる）を介して、ハーネスＡｓｓｙ８へと接続する。
【００３０】
その際、引出線３７及び３８がコイル３５（主には２次巻線３２）と接触しないように（絶縁確保の目的で）クリップ５１にて上記引出線３７及び３８を覆い隠し、かつ起動トランス収容部４に密着固定している。
【００３１】
このようにして、起動トランス３０を起動トランス収容部４に組み付けた後、モールド材４０（エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、シリコン樹脂等）にて起動トランス３０のみモールドする。このとき、空芯部３４の内部にもモールド材４０が流れ込むため、高圧電極２２の引出電極２２ａもモールドすることとなり、絶縁確保が容易に行える。この絶縁性確保、湿度対策、振動による部品の欠落防止等の目的で、起動部品収納部５にも起動回路部品を取り付け後にモールドもしくは防湿コートを行う場合もある。
【００３２】
また、ＧＮＤ電極２３は、ソケット隔壁２１の内部を通り、起動部品収納部５につながっており、ハーネスＡｓｓｙ８に接続されて入力コネクタ７を介して点灯装置本体と接続されている。
【００３３】
次に、図４に示す本発明の第２の実施例について説明する。本実施例は、図２及び図３に示す車両用点灯起動装置１のハーネスＡｓｓｙ８をダイレクトカプラー８１に置き換えたものである。点灯装置本体とダイレクトカプラー８１の両者を接続するための電線の両端にコネクタが付いたハーネスＡｓｓｙ（図示せず）によって接続され、電源の供給を受ける。また、ダイレクトカプラー８１内にある入力端子８２（図８の（ａ）に示す＋４００Ｖ，−６００Ｖ，ＧＮＤの３端子、あるいは図８の（ｂ）に示す＋４００Ｖ，−１ｋＶ，ＧＮＤの３端子、あるいは図９に示す＋４００Ｖ，＋１ｋＶ，ＧＮＤの３端子）はＧＮＤ電極２３あるいは接続板２９と一体化（ソケットケース２もしくは３にインサート成形等によって形成）、もしくは別部材にて形成された金属電極である。この点が第１の実施例と異なり、その他においては、第１の実施例と同じであるので省略する。
【００３４】
次に、図５及び図６に示す本発明の第３の実施例について説明する。図５の（ａ）は車両用点灯起動装置１の正面図であり、第１の実施例及び第２の実施例と異なる点は、起動トランス３０に高圧電極２２の引出電極２２ａ（配線）の通る穴を持った貫通コアを有している点である。
【００３５】
絶縁シールＡｓｓｙ１２の高圧電極２２の引出電極２２ａは、雄ねじ部１１ｂから起動トランス３０の中心に配置している貫通穴付きコア３９（コア材質は、Ｎｉ系フェライトコア。穴形状は、引出電極２２ａを入れるためΦ０．１〜Φ１０相当の断面積を有する円形もしくは角形）を通って、その先端は潰して円形もしくは角形の任意形状として起動トランス側高圧電極２２ｂを構成し、２次巻線３２の高圧側引出線３６と接続されている。この点が第１の実施例及び第２の実施例と異なり、その他においては、第１の実施例と同じであるので説明は省略する。
【００３６】
次に、図７に示す本発明の第４の実施例について説明する。本実施例は図５及び図６に示す車両用点灯起動装置１のハーネスＡｓｓｙ８をダイレクトカプラー８１に置き換えたものである。点灯装置本体とダイレクトカプラー８１の両者を接続するための電線の両端にコネクタが付いたハーネスＡｓｓｙ（図示せず）によって接続され、電源の供給を受ける。また、ダイレクトカプラー８１内にある入力端子８２（図８の（ａ）に示す＋４００Ｖ，−６００Ｖ，ＧＮＤの３端子、あるいは図８の（ｂ）に示す＋４００Ｖ，−１ｋＶ，ＧＮＤの３端子、あるいは図９に示す＋４００Ｖ，＋１ｋＶ，ＧＮＤの３端子）はＧＮＤ電極２３あるいは接続板２９と一体化（ソケットケース２もしくは３にインサート成形等によって形成）、もしくは別部材にて形成された金属電極である。その他においては、第３の実施例と同じであるので省略する。
【００３７】
図８及び図９は上述の各実施例における起動回路の構成例を示す図である。図８の（ａ）は、主電源（＋４００Ｖ）と負電源（−６００Ｖ）をＳＧに供給し、起動トランス３０が非絶縁型の場合を示す図である。図８の（ｂ）は、負電源を−１ｋＶとし、かつ起動トランス３０が絶縁型の場合を示す図である。また図９は、正電源を＋１ｋＶとし、かつ起動トランス３０が絶縁型の場合を示す図である。ここでは、図８の（ａ）について説明を行う。
【００３８】
ＳＧは車載用として４００〜３ｋＶの範囲内で選択を行い、ここでは−６００Ｖと＋４００Ｖにて１ｋＶの電位をＳＧに供給しているため、８００Ｖにてブレークダウンするものを使用している。また、点灯装置本体内にある−６００Ｖの電源出力端子には、直列に抵抗（図示せず）を設け、その抵抗と充放電用コンデンサＣ２を直列接続したものに加算電圧１ｋＶを加え、その定数にて起動パルス周期を決定（通常は２０〜２００Ｈｚ程度）している。
【００３９】
上記コンデンサＣ２の電位がＳＧのブレークダウン電圧に達したとき、起動トランスＴの１次巻線Ｎ１に電流が流れ、２次巻線Ｎ２に高電位が発生して＋４００Ｖ電源に起動パルス（２５ｋＶ程度）が発生し、ＨＩＤランプが点灯する。その他の電子部品として、Ｃ１は入力電源用フィルターとなるコンデンサ、Ｒ１はコンデンサＣ２に貯まった電荷を放出させるための抵抗である。
【００４０】
以上、本発明の各実施例について説明したが、本発明の実施例では、各構成要素について次のような利点が生じる。
【００４１】
（１）絶縁シールＡｓｓｙ１２について
絶縁性能及びランプソケット２０の耐電圧性能を高めることができ、かつ抜け防止用のストッパーを設けずに抜け防止ができ、かつ安価にシール部材１０を製造できる。
【００４２】
（２）起動トランス１０をランプソケット中心に配置することについて
起動回路部品中、最も場所・重量を占める起動トランス３０をランプソケット中心に配置できるため、重量バランスが最も良くなり、点灯起動装置に新たに保持機構等設けずに構成可能となることから、小型化が可能となる。
【００４３】
（３）点灯装置本体と点灯起動装置の接続について
コネクタ付きのハーネス６によって、ダイレクトカプラー方式よりもカプラー（コネクタ）部の小型化が可能である。またダイレクトカプラー８１によっては、中継用のハーネス長を任意に選択できるため、車種が異なった場合でも簡単に対応できる。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、放電灯起動装置を安価な構成とすることができ、かつ重量バランスが良く、小型化を図ることができる。
【００４５】
すなわち、起動回路及びランプソケットを有した放電灯起動装置において、絶縁性能及びランプソケットの耐電圧性能を高めることができると同時に、抜け防止用のストッパーを設けずに抜け防止ができ、かつ安価にシール部材を製造できる。
【００４６】
また、起動トランスをソケットの中心と略同一の軸となるように配置することで、重量のバランスと小型化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施例における絶縁キャップとシール部材の構成を示す図
【図２】  本発明の第１の実施例の構成を示す図
【図３】  本発明の第１の実施例の構成を示す図
【図４】  本発明の第２の実施例の構成を示す図
【図５】  本発明の第３の実施例の構成を示す図
【図６】  本発明の第３の実施例の構成を示す図
【図７】  本発明の第４の実施例の構成を示す図
【図８】  起動回路の構成例を示す図
【図９】  起動回路の構成例を示す図
【図１０】  本発明の実施例における放電灯取付構造を示す図
【符号の説明】
１  車両用点灯起動装置
２  ソケットケース
２ａ  凸部
２ｂ  スリット
３  ソケットケース
３ａ  切り込み窓
４  起動トランス収容部
５  起動部品収納部
６  ハーネス
７  入力コネクタ
８  ハーネスＡｓｓｙ
９  分割位置
１０  シール部材
１０ａ  穴部
１１  絶縁キャップ
１１ａ  段差部
１１ｂ  雄ねじ部
１２  絶縁シールＡｓｓｙ
２０  ランプソケット
２１  ソケット隔壁
２１ａ  雌ねじ部
２２  高圧電極
２２ａ  引出電極
２２ｂ  起動トランス側高圧電極
２３  ＧＮＤ電極
２９  接続板
３０  起動トランス
３１  ボビン
３２  ２次巻線
３３  １次巻線
３４  空芯部
３５  コイル
３６  高圧側引出線
３７  低圧側引出線
３８  引出線
３９  貫通穴付きコア
４０  モールド材
５０  引出線絡げ部
５１  クリップ
８１  ダイレクトカプラー
８２  入力端子
９０  放電灯
９０ａ  口金
９０ｂ  端部
【図１】
0004535579.tif 000002
【図２】
0004535579.tif 000003
【図３】
0004535579.tif 000004
【図４】
0004535579.tif 000005
【図５】
0004535579.tif 000006
【図６】
0004535579.tif 000007
【図７】
0004535579.tif 000008
【図８】
0004535579.tif 000009
【図９】
0004535579.tif 000010
【図１０】
0004535579.tif 000011